隧道线形设计的安全性分析

隧道线形设计的安全性分析（精选12篇）

篇1：隧道线形设计的安全性分析

隧道线形设计的安全性分析

通过隧道的平纵线形设计及洞口段平纵组合,对隧道线形设计与行车安全应注意的.几个问题进行了分析探讨,指出隧道的平纵面线形与安全问题密切相关,关键是协调好司乘人员的安全意识与线形安全的关系.

作 者：李保 LI Bao 作者单位：山西路桥第一工程有限责任公司,山西,太原,030006刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：35(18)分类号：U452.2关键词：隧道 平纵线形 安全 洞口

篇2：隧道线形设计的安全性分析

运行速度的安全性在公路线形设计中的应用分析

结合现行的以设计运行速度为依据的公路线形设计,针对不同路段分析了对运行速度的预算方法及评定标准,并对运行速度安全性的`优化设计提出了个人意见.

作 者：谢阳 作者单位：广东省冶金建筑设计研究院,广州,510000刊 名：工程建设与设计英文刊名：CONSTRUCTION & DESIGN FOR PROJECT年，卷(期)：“”(8)分类号：U412.34关键词：线形设计 运行速度 安全性

篇3：隧道线形设计的安全性分析

关键词：隧道,平纵线形,安全,洞口

随着近几年高速公路通车里程的快速增长,尤其是高速公路不断向山区延伸,由于线形布设的局限性,公路隧道的平面线形采用曲线往往不可避免。由此,公路设计、管理部门现阶段对高速公路安全问题越来越重视,探讨高速公路运营管理、交通安全设施问题的论文也越来越多,但对高速公路隧道的平纵线形,由于设计规范的局限,设计中许多安全因素容易忽略,因而许多高速公路隧道因线形组合的不尽合理,在隧道内、更多的在洞口段出现行车安全事故。本文作者试图通过隧道的平纵线形设计及洞口段平纵组合,对隧道线形设计与行车安全应注意的几个问题进行分析讨论。

1 隧道的平面线形

一般公路隧道以直线隧道较为合适。直线隧道在隧道的排水、衬砌结构及隧道的路面处理上均较为简单,同时直线隧道对隧道的通风也相对有利。但山区高速公路由于受地形、地质条件的限制,隧道内设置平曲线往往不可避免。考虑到司乘人员在隧道内行车视距相对于隧道外受到了较大的限制,以下为隧道内几种小半径平曲线的车辆视距情况(见图1)。

从表1可以看出,隧道内设置小半径平曲线应慎重,车速80 km/h时平曲线半径不应小于500 m,车速100 km/h时平曲线半径不应小于800 m,才能满足《公路工程技术标准》规定的隧道内最小停车视距。

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小半径的平曲线也会在隧道内产生较大的路面超高横坡,从而影响隧道结构断面的变异,在我国多家省级公路设计院隧道设计图中,有较多的隧道内平曲线半径较小,大者甚至达到了要求设置5%～7%的路面超高,隧道内的路面扭曲严重。隧道内行车视角较差,行车安全难以得到保证。建议现行的《公路隧道设计规范》对隧道的路面横坡作出限制,保证隧道内的路面超高不大于4.0%～5.0%。同时考虑到隧道施工的简便,快捷,隧道内平曲线半径更应保证隧道路面不加宽。对于高等级公路而言,为保证隧道内满足行车视距要求,以及路面超高的变化,中短隧道内应禁止设置S形反向曲线,长大隧道必须设置S形反向曲线时,其反向曲线间必须按标准设置一段缓和曲线或直线段。

公路隧道内的曲线长度除缓和曲线外缘曲线部分的长度,不应小于3 s行程的要求,当隧道内的路线转角不大于7°时,应设置较长的平曲线,汽车在曲线上行驶,若曲线长度很短,则方向盘操作必须很快,离心加速度急剧变化,行车安全难以保证;在交角很小的情况下,即使半径很大,驾驶员也感到曲线很短,使方向盘操作失误,同时小偏角、大半径的曲线,容易使驾驶人员产生直线错觉,出现行车事故。

2 隧道的纵断面线形

公路隧道的纵坡,《公路隧道设计规范》规定为不小于0.3%和不大于3.0%;独立的明洞和长度小于50 m的隧道其纵坡不受此限。隧道要求纵坡大于0.3%是其排水功能要求的,但对山区高等级公路、三四级公路而言,不大于3.0%的隧道纵坡,布线较为困难,同时意味着设计布线时必须增加隧道的长度来满足纵坡要求。

隧道纵坡主要是受通风条件及行车舒适性等因素控制。对于长大隧道而言,隧道的通风量一般与隧道纵坡的平方级数成正比,因此从洞内卫生条件分析,隧道的纵坡以小为宜,对长度大于2 km的隧道纵坡控制在2.0%～2.5%以下;对于1 000 m以下的山区公路隧道,由于车辆单向行驶产生的活塞风和自然风就足以稀释隧道内的有害气体和烟雾,一般不需要机械通风,同时随着我国车辆性能的不断提高,车辆所产生的CO量呈下降趋势,也给隧道内的通风条件带来较为有利的条件。因此在高等级公路隧道中,纵坡条件可适当放宽,隧道的纵坡可采用高等级公路的路线纵坡标准:对于二、三、四级公路中短隧道而言,由于车辆在隧道内对向行驶,隧道的纵坡标准可适当放宽,宜控制在5.0%以下,以满足现阶段公路建设不断发展的需要,但是纵坡的加大必然使隧道内空气质量变差,因而较大纵坡的长隧道应控制行人通行,以免隧道内因通风标准的提高,造成设备的大量增加。

为保证隧道内行车在纵面上有较好的行车视距,隧道的竖曲线半径宜大于一般最小值,采用同向纵坡的凹形曲线是合适的,但是隧道内的变坡点不宜过多,且竖曲线之间应保证有一定长度的直坡段,以满足行车视距要求。

3 隧道洞口的平纵线形

隧道洞口两端路基的平、纵面线形应与隧道内洞口的平纵面线形有一段距离保持一致,以满足设置竖曲线和保证各级公路停车或行车视距的要求,《公路隧道设计规范》对于曲线线形作出了较为明确的规定,但许多设计人员对平曲线线形、纵面线形相一致的理解存在较大的分歧,因而在隧道洞口产生了许多的行车安全隐患。

隧道洞口的平曲线要素点应与洞门的距离保持一定的长度,距离较小时,由于高等级公路车速较快,车辆进出隧道往往使司机在方向上反应不及时,出现交通安全事故,同时在适应光线的快速变化时,容易产生感官的错觉,诱发潜在的危险,因此隧道洞口段应采用直线段或采用同一半径的平曲线。

缓和曲线段设置在洞口,是许多路线设计人员最容易忽视的。由于缓和曲线段线形的曲率是不断变化的,司机在车辆快速行驶过程中,必须通过不断调整方向盘来保持车辆的正常行驶,另一方面车辆在行驶过程中产生的离心力急剧变化,危险性也在增加,同时洞口光线的变化也影响司机的反应速度,因此洞口段的缓和曲线也应尽量避免,以保证洞口的行车安全。

隧道洞口段设置平曲线时,为保证路线线形有较好的诱导效果,使司机行车操作简单,曲线段的路线转角应大于7°。

对于洞口的纵坡,宜设置一定长度的直坡段,以便司乘人员有较好的行车视距,隧道洞口附近设置竖曲线,尽管其纵面线形在曲率上是一致的,但由于隧道结构本身是一个封闭的较小洞室,凸形曲线上的车辆在接近变坡点时,前方的视距较小,通过变坡点后迅速进洞,安全问题不容忽视;对于凹形曲线,由于洞室内设备的遮挡,司机行驶时距离路面有一定的高度,司机的行车视距影响很大而行车速度往往降得很低,影响洞口安全。

隧道洞口段的平纵面线形组合,应尽量避免以下两种情况:1)在进洞口洞外段设置较长、较大的下坡,在洞口设置小半径的平曲线进洞;2)在隧道出洞口、洞内纵坡较大,而洞口设置小半径的平曲线出洞。尽管其设计标准满足现阶段国家公路的各种规范、规程,但在公路隧道洞口段由于隧道结构不同于路线结构物,司机在进出隧道口时,生理上、心理上变化较大,出现重大的交通安全事故不少,不得已只能在洞口、洞内较长的路段设置限速标志,以避免重大事故的发生,在进行设计时值得深思。

4结语

篇4：隧道线形设计的安全性分析

摘要：近年来，我国道路交通事故日益严重，事故次数、死亡人数逐年上升。交通事故的发生可以视为道路交通综合系统突发的失衡现象而导致的事件。影响道路交通安全的因素是多方面的，主要包括人，道路、车辆、环境等。道路线形是公路交通事故的重要影响因素。因此，改善道路线形是缓解、消除公路交通事故的重要措施之一，公路线形设计虽然不能完全避免交通事故，但是良好的道路线形条件可以避免不必要的交通事故。

关键词：道路线形；交通安全；预防

前言

我国不但是一个人口大国，在目前，还是经常发生交通事故的大国。由于不断增加的车流量，造成了最近几年的交通事故持续发生。对道路交通安全产生影响的因素包括许多，不仅有人与道路，还有环境及车辆。其中道路条件对道路交通安全也有影响，是一种潜在因素。线形是否良好会对交通安全产生很大的作用。公路线形要是不恰当，公路通行能力就会降低，给运输者经济与时间带来损失，甚至会带来大小不同的交通事故。在根本上，良好的线形设计能确保行车安全。

1.概述

道路线形是指道路整体的空间路线形状，也就是道路中心线的空间化，由直线和曲线连接而成。线形设计是道路设计的重要组成。高质量的线形设计不仅可以提高驾驶者和乘客的舒适度，降低交通安全事故，还可以起到行车分流，加快速度的作用，尤其是城市道路设计。城市道路是呈现一个不规则的网状结构，它是城市的骨架，良好的线形设计还起到减少堵车，美化城市的效果。

2.道路线形设计对交通安全的影响因素

道路线形要素的构成不合理以及线形组合的不协调对公路交通安全有重要的影响。公路路线的几何要素包括：直线、曲线、纵坡度、线形组合等。

2.1直线对道路交通安全的影响

长直线对道路安全的影响：车辆在过长的公路直线段上行驶，易使驾驶员因单调而反应迟钝，产生疲劳，当发生紧急情况，会因措手不及而发生交通事故。短直线对道路安全的影响主要表现为：道路同向曲线间插入短直线的情况下，驾驶员容易产生把直线和两端曲线看成反向弯曲的错觉，导致驾驶员失误。

2.2曲线对交通安全的影响

2.2.1平曲线与公路安全的关系

道路平曲线半径越小的路段，越容易发生交通事故。汽车行驶在公路平曲线路段上时，会产生离心力，离心力的作用容易使汽车发生横向倾覆或侧向滑移，这将导致驾驶员操作失误，从而发生危险。

2.2.2竖曲线与公路安全的关系

竖曲线对公路安全的主要作用体现在：（1）对行车视距影响很大。竖曲线半径越小，行车视距也愈小。（2）间接影响离心力。（3）影响驾驶员操作。

2.3纵坡度与公路安全的关系

道路纵坡度对公路安全影响很大，随着纵坡度的增加，事故率逐渐明显增大，往往是导致事故的直接因素。纵坡度对交通安全的影响主要表现在：（1）道路纵坡度较大时，会使车辆产生很大的速度差异，容易形成汽车上坡熄火或下坡刹车失灵的情况，进而发生危险。（2）在道路下坡路段，车辆易加速行驶，从而引发交通事故。（3）驾驶员从上坡过渡到下坡路段行驶时，易超速驾驶，发生危险。（4）道路纵坡度过大，使驾驶员遇到紧急状况时由于操作加大，可能造成交通事故。

2.4线形组合对交通安全的影响

行车安全性的大小与不同线形之间的组合是否协调有密切的关系，倘若平、纵线形组合不良。即使二者都分别符合设计规定，也会成为道路交通安全的隐患点。下列不良的线形组合情况往往是导致交通事故发生的重要原因：（1）小半径的平曲线与竖曲线曲组合在凸形竖曲线的顶部或者尾部设计小半径的平曲线，会使视距小于停车视距而造成驾驶员紧急操作不利。若凹形竖曲线底部设置小半径的平曲线，易发生汽车高速行驶时急转弯的状况，影响公路安全。（2）短直线介于两个弯曲的圆曲线之间，形成断背曲线，这样容易使驾驶人产生错觉，把直线和两端的曲线看成是反向曲线，或者把两个曲线看成是一个曲线，从而发生操作错误，甚至酿成车祸。（3）急弯与陡坡的不利组合急弯与陡坡的不利组合对公路交通安全的影响很大。国外学者通过对公路事故的统计分析证实了，急弯与陡坡的不利组合会使交通事故率剧增。同时，在公路上，曲线半径越大所对应的交通事故率越小，同一曲线半径下纵坡坡度越小，交通事故率越小。（4）凸形竖曲线的项部或凹形竖曲线的底部或反向平曲线的拐点重合使公路路線呈现不同程度的扭曲。前者不能正确引导视线，导致驾驶员操作失误：后者会使路面排水困难，产生积水。这样将造成路面抗滑性能下降，路面能见度也大大降低，危及尤其是夜间行车的安全。

3.道路线形设计需要注意的问题

平面线形与纵面线形相结合时，除了要从对驾驶员有自然视觉诱导来考虑外，还必须从改善道路线形设计方面来考虑从而达到减少或预防交通安全事故的目的。

3.1平曲线与竖曲线要重合

通过实证研究我们可以发现：平竖曲线顶点重合，为理想和满意的情况；平竖曲线顶点错开1/4，为较满意情况；平竖曲线顶点错开1/2，为很差情况。为了得到圆滑舒顺的视图，司机能在路上任一点所看到的空间线形，以平曲线2个，竖曲线3个为限。

配合得较为理想的线形是竖曲线起讫点最好分别位于平曲线两头的缓和曲线上，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线段上，也不要放在圆弧之内。若平竖曲线半径都很大，则平竖曲线的位置可不受上述限制。若做不到竖曲线与平曲线较好的配合，而两者半径都小于某限度时，宁可把平竖曲线拉开相当距离使竖曲线位于直线上。

3.2平曲线与竖曲线半径大小要均衡

设计时要注意保持平、纵线形的协调平衡，否则易使司机失去顺适感。研究成果表明，当平曲线半径在1000m以下时，竖曲线半径宜为平曲线半径的10～20倍，此时可获得视觉与工程费用的平衡。

3.3避免线形突变

道路线形应避免突变，设计时应避免下列情况：

（1）避免在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部设小半径平曲线的起点；（2）避免在凸形竖曲线顶部和凹形竖曲线底部设反向平曲线的拐点，即S形拐点；（3）避免采用由很多短坡段连在一起的线形；（4）避免在长直线路段上采用凹形竖曲线；（5）避免在长直线或陡坡的顶端设小半径曲线；（6）避免在一个平曲线内有几个变坡点（竖曲线）或一个竖曲线内有几个平曲线；（7）避免在2个同向曲线之间插入一段很短的直线；（8）相邻坡段的纵坡和相邻曲线半径不宜相差悬殊；（9）限制直线段长度。

3.4选择适当的合成坡度

山区纵坡大的路段插入小半径曲线，合成坡度过大；平原区，纵坡小，平曲线变坡点附近的合成坡度过小。通常规定，合成坡度最好不大于8%，也不应小于0.5%。

4.结语

在实际的道路修筑中严格要求首先了解认清道路平面线形与交通安全之间的关系，这也是现代道路工程实施的基础，道路平面线形的设计是根据直线与平曲线的组合。道路的修筑设计需考虑的因素是多方面的，如直线、平曲线半径、缓和曲线、弯道超高、视距等展开深刻的调查分析，依实际境况进行综合研究，进而结合迅速发展的道路科技水平归纳、设计。

参考文献：

[1]叶吉荣.城市道路线形的合理运用及优化设计[J].中国城市经济.2010（08）

[2]张卫兵，程双希.视觉分析在道路设计中的应用[J].山西科技.2008（03）

[3]罗叶军.公路线形对交通安全的影响分析[J].科技资讯.2010（07）

篇5：公路线形设计与交通安全

公路线形设计与交通安全

<公路工程技术标准>和<公路路线设计规范>中规定,在确定线形的组合和指标运用上主要从离心力、行车舒适和安全视距的角度出发确定限制因素.同时还要满足汽车运动力学和驾驶人员的视觉心理和生理的`需求.文章从公路线形设计与交通安全的关系出发进行了分析.

作 者：粱健妮  作者单位：广西壮族自治区桂东公路管理局,广西 梧州,543000 刊 名：现代企业文化 英文刊名：MORDEN ENTERPRISE CULTURE 年，卷(期)：2009 “”(24) 分类号：U442 关键词：线形设计   纵断面   横断面   交通安全  

篇6：隧道线形设计的安全性分析

我的论文题目是《道路线形安全性分析及评价》

近年来，随着国民经济的迅猛发展，运输行业在国民经济发展过程中所占的比重也越来越大，道路作为交通运输业的重要承载者之一，对我国交通运输行业的进一步发展起到了相当重要的作用。但是，在运输业不断发展的同时，道路交通事故的发生率也有逐年上升的趋势，因此，为了最大程度地避免道路交通事故，尽可能减轻事故对人们生命及财产方面所造成的损失，应当以交通安全性为基础，对道路线形设计的安全性进行研究，以提高道路设计的安全性和规范性，保障人民群众的生命和财产损失。

道路线形设计与道路安全性间的关系

作为道路的骨架支撑系统，道路线形对道路的各个方面来说都具有相当重要的作用，无论是对于道路路基及多种设施的规模和投资，还是对于车辆行驶过程中的安全性、舒适性及其通行能力等方面都具有决定性作用。道路一旦建成，线形将会长期存在，此时若因道路线形设计不合理并进行整改损失会相当大，因此，进行道路设计时必须慎之又慎。

我们将论文的主要内容分为四大部分：

一，道路交通安全的现状以及我国道路交通事故的情况及其分析

随着我国道路交通事业的飞速发展，交通事故猛增已成了交通管理所面临的严重问题。汽车交通作为人类文明的标志，彻底地改变了人类发展的历史进程，给人类以舒适和便捷等正面效应的同时也给人类生活带来一些负面效应，交通事故就是其中最严重、危害最大的负面效应之一。正因为交通事故造成的严重后果，世界各国尤其是发达国家都对事故预防及对策倾注了大量人力、物力和财力，制定了较为完善的道路交通管理法律、法规和相关政策，许多国家从20世纪60年代起开始实行了综合治理交通和减少交通事故的措施，虽然每年因交通事故造成的损失很高，但交通事故上升的势头已趋于平缓，欧美、日本等发达国家交通事故尤其是近几年交通事故处于稳定趋势，而我国的道路交通事故所造成的损害后果却依然严重，而且一直处于上升的趋势，每年交通事故死亡人数居于世界首位。近年来在我国机动车数量快速增长的情况下，交通事故及伤亡人数呈不断上升趋势。我国自1951年开始统计交通事故数据，当年全国共发生交通事故5922起，死亡852人，伤5159人。

①1951年至1984年的30多年间，交通事故各项指标的变化基本上是平稳的。80年代中期以后至今，社会交通需求日益旺盛，城乡交通活动随之剧增，而道路建设和交通管理的发展却不能满足交通运输发展的客观需要，道路交通事故急剧增加，尤其是1991年后随着国家总体经济实力的不断增强，机动车保有量急剧增加，交通运输发展迅速，交通事故及其死亡人数急剧增长。从1998－2002年的5年中，全国道路交通事故绝对数呈上升趋势，事故起数、死亡人数、受伤人数年均增长率分别为32.5%、8.8%、42.7%。2002年全国一般以上道路共发生交通事故77.31万起，造成10.94万人死亡、56.21万人受伤，直接经济损失33.24亿元，与2001年相比分别增长了2.41%、3.26%、2.85%、和7.66%，是历年之最。

②我国的道路交通事故造成的损失远大于世界发达国家，道路交通事故致死率也远大于发达国家，这是由于发达国家通过上个世纪70－80年代的治理，交通事故死亡人数呈逐年下降的态势，而我国却恰恰相反。从相对指标来看，我国道路交通事故增长率和车祸死亡率都在下降，2003年全国道路交通事故虽然除了经济损失指标以外，其他各项指标都有不同程度的下降，但交通安全形势依然十分严峻。因此研究我国道路交通事故的特点、分析其成因具有非常重要的意义。

而上面我们已经了解到，道路作为骨架支撑系统，对交通安全有十分重要的作用，下面我们来了解下：

二，道路交通系统三要素（人，车，路）与交通安全的关系

1.行人与交通安全的关系。人是交通安全的主导因素。交通安全关键在于人，人对交通安全有什么样的态度，就会有什么样的结果。研究分析影响驾驶人行为的因素，严把驾驶人交法关、技能关、体能关，加强驾驶人队伍教育和管理，是确保道路交通安全的前提。

2.车与交通安全的关系。车是交通安全的关键因素。有什么样状况、什么样类型的车，就会有什么样的交通安全结果。相对于自行车和其它非机动车来说，机动车是交通强者，是众多交通事故的“罪魁祸首”。国家技术监督部门要严把车辆技术关，交警部门要严把车辆检验关，运输企业、车辆所有人要严格车辆维修、保养，作到不合格或安全技术状况差的车辆不出厂、不上路，才能保证交通安全。

3.道路因素与交通安全的关系。道路是交通安全的基本因素。道路的设计是否合理、质量是否合格、等级是否到位，标志、标语、标线等交通设施是否齐全、醒目、有效都直接关系着交通安全。要加强道路交通安全，就必须改变这种不适应的现状。

三，道路线形对于交通安全的影响。公路的线形最终是以平面线形、纵断面线形和横断面形式组合而成的立体线形映入驾驶员眼帘的。驾驶员在驾驶车辆过程中所选定的实际行驶速度，是由他对三维立体线形的判断做出的。公路的立体线形除必须满足驾驶动力学要求的最小值外，还应满足驾驶员视觉心理方面连续、舒适的要求，反映公路线形好坏的关键是速度的连续性，它直接影响道路交通的安全。

比如说直线相对较为简单，路线长度相对其他形式的几何要素更为节省，且设计和施工过程更为简便。但是，直线相对更为呆板，不易同地形和环境相协调，也不好实现线形连续性。研究发现，在直线上行驶超过70s驾驶员就会感到单调，若无需超车，行驶3min就会导致其烦躁或瞌睡，进而导致灾难的发生。所以，道路线形设计时，直线不应太长，最好小于行车速度的20倍。

又比如说，平曲线，曲率越大，事故发生率就越大。为确保汽车行驶过程的平稳性，应尽量采用较大的曲线半径，对超高横坡及加宽进行合理的设计，同时处理好线型组合，通过限速、分道等方式，尽可能减小行车的速度，尽可能避免大曲率、大转角及其陡坡相结合的状况发生。四，道路线形安全性评价

1.线形文本分析 2.道路线形实时分析 3.道路线形指标分析（目标层，准则层，指标层）

篇7：公路线形对隧道交通安全的影响

20世纪80年代中后期, 首先在我国经济较为发达的东南沿海地区出现了长度超千米的公路隧道, 如深圳的梧桐山隧道长2km多, 首次在我国采用全横向通风。进入20世纪90年代, 公路的迅速发展对公路隧道提出了越来越高的要求, 隧道建设的意义与作用也不断加大。到1996年底, 我国建成的最长的山岭公路隧道为3160m, 即前面提到的中梁山隧道。在建的长度超过4km的山岭隧道有二郎山隧道、华釜山隧道和大溪一湖雾山隧道隧道。西安一汉中高速公路上的秦岭隧道长度已超过9km。随着公路隧道长度的不断增加, 设计、施工和管理的难度也逐渐增加。例如, 二郎山隧道位于严寒的川藏线, 设计中通风方案选择就十分困难, 施工中又遇高地应力和岩爆等, 运营管理中将要解决低温通风、隧道渗漏结冰等工程问题。华萤山隧道施工中遇到围岩大变形, 施工难度很大。大溪一湖雾岭隧道为了减少建成后的通风费用, 改善通风效果, 在国内首次采用竖井送排风通风方案。为此前期进行了大量的实验研究工作。在发达国家和我国香港, 用隧道“涉水”连接江河两边的路线已十分常见。

从80年代末开始, 随着施工技术的提高, 我国内地也出现了“涉水”隧道, 如上海延安东路隧道和广州珠江隧道等水下隧道。采用隧道下穿江河有许多优点, 它既不影响地面景观, 也不影响航运, 有时还与外部接线十分方便。值得一提的是, 珠江隧道还首次在我国内地采用沉积法施工, 降低了工程造价, 提高了工程质量, 为后续水下隧道的设计与施工乃至运营管理都积累了宝贵经验。高速公路作为现代化的公路交通方式为我国的国民经济建设起到了巨大的促进作用。随着近几年高速公路通车里程的快速增长, 尤其是高速公路不断向山区延伸, 由于线形布设的局限性, 公路隧道的平面线形采用曲线往往不可避免。可喜的是公路设计、管理部门现阶段对高速公路安全问题越来越重视, 探讨高速公路运营管理、交通安全设施问题的论文也越来越多, 但对高速公路隧道的平纵线形, 由于设计规范的局限, 设计中许多安全因素容易忽略, 因而许多高速公路隧道因线形组合的不尽合理, 在隧道内、更多的在洞口段出现行车安全事故。

公路线形是公路的基本骨架, 一旦形成就难以改动, 甚至无法改动。因此线形的好坏不仅对汽车行驶的安全、舒适、经济以及公路的交通容量和通行能力起着决定性的影响, 而且对沿线影响区的经济开发、土地利用、环境保护、人们的生活都有着较大的影响, 所以公路线形设计应结合地形、地貌、地质等诸多因素进行综合性立体设计。如何使得公路设计做到安全、经济、舒适、美观、有利于环境保护, 合适的平面线形设计方法以及公路路线设计指标将起着举足轻重的作用。公路线形设计包括平面线形设计和纵面线形设计, 从目前我国公路隧道设计与建设的工程实际情况来看, 选择合适的平面线形设计方法和公路纵面线形设计是公路隧道线形设计的关键部分。

隧道洞口的平曲线要素点应与洞门的距离保持一定的长度, 距离较小时, 由于高等级公路车速较快, 车辆进出隧道往往使司机在方向上反映不及时, 出现交通安全事故, 同时在适应光线的快速变化时, 容易产生感官的错觉, 诱发潜在的危险, 因此隧道洞口段应采用直线段或采用同一半径的平曲线。公路隧道内的乎曲线长度除缓和曲线外圆曲线部分的长度, 不应小于3秒行程的要求, 当隧道内的路线转角等于或小于7度时, 应设置较长的平曲线, 其长度应大于JTJOl I-94 (公路路线设计规范) 第7.8.2条中规定的一般值, 汽车在曲线上行驶, 若曲线长度很短, 则方向盘操作必须很快, 离心加速度急剧变化, 行车安全难于保证:在交角很小的情况下, 即使半径很大, 驾驶员也感到曲线很短, 使方向盘操作失误, 同时小偏角、大半径的曲线, 容易使驾驶人员产生直线惜觉, 出现行车事故。

从国内研究现状分析来看, 国内高速公路是从上世纪七十年代开始规划论证, 八十年代部分省、市、自治区开始建设, 九十年代迅速发展的。到1999年底, 全国己建成通车的高速公路达11000公里以上。国内高速公路的规划、设计、施工、监理, 通过引进国外先进经验, 不断进行理论探索与实践总结, 己初步形成一整套具有中国特色的理论和经验。《公路路线设计规范》是我国公路行业长期经验的积累和研究成果, 它是众多专家、学者们智慧的结晶, 代表着道路发展的方向, 一直是有关设计人员和科技人员从事路线设计工作的依据和指南。尤其是《公路路线设计规范》 (JTJ011-94) 和《公路工程技术标准》 (JT J001-97) (以下简称“标准”) 的发布, 在实施以来, 因增加了高速公路的有关条文, 特别是增补了平面交叉、互通式立体交叉等方面的内容, 给设计人员提供了极大的帮助和可靠的设计依据, 对我国高等级公路建设发挥了较大的推动作用。但是, 我们也要看到为适应高速公路的建设, “标准”在1981至1988年修订了两次, 1997年修订了一次。不到二十年修订了三次, 这一方面说明我国重视总结高速公路建设中出现的新问题、新情况, 另一方面说明标准的修订滞后于工程实践。

随着我国基础设施建设力度的不断加大, 我国公路建设在东南沿海己经初具规模, 特别是以广东、山东等为代表的沿海发达地区, 高速公路网己基本形成, 各种隧道线形的合理设计为沿海经济的快速发展起到了举足轻重的作用。

摘要：本文主要阐述如何提高公路交通安全水平, 降低公路交通事故率。在公路交通的“人、车、路、环境“系统中, “路”的因素对交通安全的影响不容忽视, 特别是公路线形因素对交通安全的影响更是十分重要。公路线形安全水平直接影响着公路交通的安全状况。

关键词：公路平面线形,公路纵面线形,公路隧道线形,交通安全

参考文献

[1]《公路几何设计细则》

[2]《公路路线设计规范》

篇8：老路改建工程线形的设计与研究

1.道路线形对于交通的重要性

公路的线形最终是以平面线形、纵断面线形和横断面形式组合而成的立体线形映入驾驶员眼帘的。驾驶员在驾驶车辆过程中所选定的实际行驶速度，是由他对三维立体线形的判断做出的。公路的立体线形除必须满足驾驶动力学要求的最小值外，还应满足驾驶员视觉心理方面连续、舒适的要求，反映公路线形好坏的关键是速度的连续性，它直接影响道路交通的安全。

通过对多起交通事故的分析，我们发现：公路线形几何要素的不合理以及各种不良的线形组合，均可能导致交通事故的发生。因此，我们在工程设计中，一定要综合考虑公路功能、行车安全、自然环境等因素，既要坚持地形选线、地质选线，更要做到安全选线；既要充分考虑公路设施的自身安全和运营安全，又要消除公路事故多发点和安全隐患；要尽量采用改善平纵线形的措施，从根本上解决行车安全问题。

2.公路线形设计原则

公路是一种带状构造物，是三维立体线形。线形设计应综合考虑公路的平面、纵断面、横断面要素间的协调一致，做到平面顺适、纵坡均衡、横断面合理。公路的线形运用在很大程度上取决于工程投资与行车安全、乘客舒适性的平衡，在线形设计中应着重考虑顺应地形，地物，使线形连续流畅，注意和环境协调一致。老路改造工程应灵活运用线形设计指标，结合老路现状，综合采用适度的几何指标，尽量避免指标忽高忽低，确保线形的连续性，充分利用老路，降低工程造价。

3.我国老路线形设计中存在的问题

3.1线形一致性差、设计要素不相容

之前的线形设计标准、规范是根据设计车速确定线形。但这存在以下不足:第一,根据规定的设计车速所做的设计不一定能保证线形标准一致。第二,根据规定的设计车速所做的设计不一定能保证设计要素之间的相容。第三,设计车速和运行车速之间存在差别。特别是山区公路设计中若未将纵面与平面线形要素结合考虑,同时使用最小值就可能不安全。

3.2标准一限到底、呆板执行规范

当前我国在公路标准及指标运用方面应多考虑地区间的差异,不应一限到底。此外,目前标准中路基宽度与车速存在明确的对应关系,从功能上看两者虽相互联系但各有侧重,并不具有明确的依赖性,要求对应的规定可能限制了更合理的设计,易造成设计人员对规范的错误理解,难与地形协调。在规范的执行方面,目前有些设计人员不能也没有充分理解、探索指标的功能和内在联系,只要是规范中规定的就盲目地照搬照抄,造成了许多合法但不合理的设计。

3.3安全研究与线形设计脱节

目前我国公路安全问题的研究仍停留在“事后型”阶段,离防患于未然还相去甚远。为了避免事故多发路段的重复出现,应通过对公路历年交通事故统计资料的前/后对比分析,得出各种不同特征的主要线形的安全特性。此外,我国规范是通过规定指标下限值来确保行车安全,而国外则同时规定指标的上限值和下限值,这样可更大程度地保证线形连续。

4.纵断面线形设计

4.1纵坡

对于交通繁忙的路段通常会出现堵车,以致因为小客车超车而造成的交通事故频繁发生,使通行能力大大降低。雨季更容易发生交通堵塞,交通事故。所以,最大纵坡值一般不要轻易采用。旧路改造中以较大的填挖土方量来换取纵坡的平缓是有益的。最小纵坡值一般也不要轻易采用,当纵坡小于0.5%时,应加大路面横坡,否则路面排水不良,将影响汽车行驶。

4.2坡长

与坡度一样,坡长也有一定限制长度,兼顾不同车型的实际爬坡能力来进行纵坡设计是必要的。当纵坡平缓时,坡长尽量大些,避免过分迁就地形或旧路而造成路面起伏频繁。

4.3竖曲线

从公路行驶的汽车来看,竖曲线是否平顺在视觉上往往是构成线形优劣的主要因素。因此纵断面线形差的主要原因往往是由于插入过多的竖曲线和竖曲线长度本身小两个原因引起的。不考虑竖曲线和平曲线的组合,单纯为了适应地形起伏而设置过多的竖曲线,虽然能节省一些工程费用,但线形不够理想。同样,不顾工程造价单纯追求高标准而大填大挖也不可取。

5.平纵曲线组合设计

5.1平纵曲线的位置关系

高等级公路特别强调平纵线形的组合。要尽量做到平曲线与竖曲线相重合,使平曲线包着竖曲线为好。这种组合具有明显的立体曲线形状,在排水功能上也有很大优点。但当平竖曲线均较大,且坡差(纵坡代数差)不太大时(≤1%),平纵曲线可以分开设置,视觉上并无多大扭曲现象,可以有效地减少填挖方数量,顺应地形地势。

5.2平纵曲线半径的均衡

保持竖曲线和平曲线半径大小的均衡是线形设计的重要环节。平曲线半径大,竖曲线半径也相应要大;平曲线长,竖曲线也相应要长,这样就能达到平曲线和竖曲线的均衡。均衡的平曲线组合可以使驾驶员获得视觉上美的满足,从而注意力集中。平曲线、竖曲线半径在1∶15～1∶25之间时较为均衡。

6.结论

随着我国公路建设的发展，对公路线形设计的要求越来越高，因此在路线设计中直线、曲线、缓和曲线的设计指标运用要灵活，在符合设计标准的前提下，做到线形均衡、连续，保证行驶的可预见性。老路改造工程设计是一项繁琐的系统工程，比新建工程设计中考虑的问题要复杂的多，根据公路改造标准，结合老路现状，综合进行路线线形，路面结构及桥涵等的设计，使老路改造工程设计既能灵活地运用工程技术指标，满足公路改造标准及公路施工的各项要求，又能使建设成本最合理化。

参考文献：

[1]姜晓源.探讨市政老路的现状及其改建[J].魅力中国, 2010,(05).

[2]张武.老路改造中线形拟合的初步探讨[J].中国新技术新产品, 2009,(16).

[3]徐燕.关于现代交通路网规划布局方法的探讨[J].武汉船舶职业技术学院学报, 2009,(02).

篇9：浅谈高速公路隧道路线线形设计

公路线形是三维立体线形。线形设计应做好公路平面、纵断面、横断面三者间的组合,并同自然环境相协调。线形设计除应符合行驶力学要求外,还应考虑用路者的视觉、心理与生理方面的要求,以提高汽车行驶的安全性、舒适性与经济性。高速公路行驶速度高,隧道、隧道进出口连接线与路线的衔接应符合路线总体布设的要求。隧道洞口内外是事故多发路段,为此对隧道洞口外连接线与隧道洞口内的平纵线形应保持一致的长度规范作了相应的规定。

在此,笔者结合武罐高速公路项目仅对如何坚持“以人为本”“安全至上”“环保优先”的原则,合理选用平纵面指标,搞好隧道路线线形设计谈谈个人的几点粗浅的认识。

1 武罐高速公路项目概况

武罐高速公路路线全长49.4 km,其中大小隧道有28座,隧道全长34.1 km,占路线总长的69%。由此不难看出,本项目设计的重点、难点就是隧道,而隧道线形设计是关键。在以往的设计中,由于地形条件较好、选线余地比较大,我们一般是结合地质因素,在路线基本走向控制点间,通过多条路线方案的比选确定出一条最优的线路作为推荐方案。而本项目地质复杂,沿线滑坡、崩塌、泥石流较多,加之沿河布线,大多地段河床较窄,路线布设受限制因素多。在设计过程中除了坚持地质选线的原则外,还要考虑隧道线形指标的合理性、隧道进出口线形的一致性。

2 合理选择隧道段路线平面线形指标

公路线形由直线、曲线组合而成,平曲线又分为圆曲线和回旋线两种。高速公路平面线形要素有直线、圆曲线、回旋线3种。平面线形必须与地形、地物、景观等环境相协调,同时注意线形的连续性与均衡性,并同纵面线形相互配合。

做好山区高速公路隧道线形要素的合理选用和组合,同时注意线形的连续性与均衡性,并同纵面线形配合得当,才能确保高速公路的行车安全,使公路路基与地形地貌相吻合,避免高填深挖现象,既有利于行车安全、又有利于路基工程的稳定和安全,还有利于环境和路域景观。

2.1 隧道进出口线形

隧道进出口由于光线由明到暗、由暗到明的过渡,会造成司机视觉的不适应感,容易诱发交通事故。因此,要求隧道进出口线形的一致性是有必要的。隧道进出口线形的一致性包括平面、纵面的一致,即隧道洞口外连接线应与隧道洞口内线形相协调,隧道洞口外侧不小于3 s设计速度行程长度与洞口内侧不小于3 s设计速度行程长度范围内的平面线形不应有急骤的方向改变。

笔者认为,隧道洞口段线形一致段长度考虑到眼睛明暗适应问题应根据实际地形条件而视,在地形限制较小的地段,可放宽至5 s。当隧道洞口位于缓和曲线上时,应尽可能地加大缓和曲线参数,增加缓和曲线长度,尽量使隧道洞口远离曲线要素点,并在满足排水需要的最小超高渐变率的前提下,尽量减缓超高渐变率。洞口应避免设置于反向S形曲线的拐点处或附近;隧道洞口线形设计中,应保持洞内5 s、洞外3 s设计速度行程范围内的线形曲率不发生反向变化,应协调一致;洞口纵面线形应使洞内外一定长度内在同一类型坡道上,当隧道的洞口附近必须要设置变坡点时,其竖曲线除应采用较大的半径外,变坡点距洞口距离宜洞外按3 s行程控制,洞内按5 s行程控制;洞外行车道应与隧道内一致,当洞外车道有变化时,其合(分)流点至少距隧道口10 s行程。

2.2 隧道内线形

高标准隧道平面线形当然是最理想的,但受地形条件限制,往往很难实现,山区高速公路隧道选线、定线时,应注意路线及其结构物的所有设计要素,选择恰当的平曲线半径及其组合线形,使其尽可能与地形地貌相吻合,土石方的开挖量要尽量做到最少,把对自然风景的破坏减少到最小。

有条件时隧道内平面线形应优先考虑采用直线与圆曲线。直线隧道施工容易,但对地形条件及路线走廊带要求较高;曲线隧道施工难度较大,对视距、超高要求较高,但容易与地形地貌相吻合。

2.3 隧道平面线形指标及其组合的合理选择

笔者认为,建设高速公路要坚持“以人为本”“安全至上”和“环保优先”的原则,要强调“快速、方便、舒适、安全”,不应片面追求隧道线形的高标准,而关键在于相邻的线形指标应均衡,与地形地貌相吻合,易弯则弯、易直则直。

相邻两个缓和曲线参数A1和A2宜相等,当采用不同的参数时,A1和A2之比应按小于1.5控制,S形两圆曲线半径之比宜按R1∶R2≤1.5控制。

在一般情况下隧道内的反向曲线间直线长度宜按不小于2V控制;当受特殊地形条件严格限制时,反向曲线间最小直线长度可按不小于1.5V控制。

在一般情况下隧道内的同向曲线间直线长度按不小于6V控制。当受特殊地形条件严格限制时,同向曲线间最小直线长度可按不小于3V控制。

隧道内无法避免的反向曲线,应尽量考虑在反向曲线间设置直线段;迫不得已时,才可考虑设置较长的缓和曲线连接,并在反向点前后适当保留一段路拱,不设超高的路拱段长度可按3 s设计速度行程控制。一般不宜以大幅度降低平曲线半径指标来满足夹直线长度。

3做好隧道路线纵断面与平面线形的合理组合和优化

3.1纵面线形的设计与优化

纵面线形应与地形相适应,线形设计应平顺、圆滑、视觉连续,保证行驶安全。纵坡设计应考虑填挖平衡,并利用挖方就近作为填方。以减轻对自然地面横坡与景观的影响。

连续上坡(或下坡)路段,应符合平均纵坡的规定并采用运行速度对通行能力与行车安全进行检验。

对高速公路、一级公路上设置的隧道:当隧道长度大于100 m时,其纵坡可采用路线设计纵坡;当隧道长度100 m≤L<500 m时,纵坡取值以不大于4%为宜;当隧道长度500 m≤L<1 000 m时,纵坡取值以不大于3%为宜;当隧道1 000 m≤L<3 000 m时,纵坡取值以不大于2.5%为宜;当隧道长度L>3 000 m时,纵坡取值以不大于2.0%为宜;对于二级、三级、四级公路中的短隧道,隧道的纵坡标准可适当放宽,宜控制在5.0%以下。

隧道洞口段最小纵坡宜大于0.5%,隧道内最小纵坡宜大于0.3%,以利排水。隧道内纵坡以直线坡最好,需要设置变坡点时,变坡点不宜过多,相邻竖曲线之间应保留一定长度的直坡段,以满足行车视距要求。反向竖曲线直坡段长度可按不短于100 m控制,同向竖曲线直坡段长度按设计速度对应最小坡长控制。

3.2平、纵线形的配合

平、纵线形的配合,应使线形能自然地诱导驾驶者的视线,并保持视觉的连续性;平、纵面线形的技术指标应大小均衡,平曲线与竖曲线组合宜相互对应,且稍长于竖曲线;竖曲线半径宜大于平曲线半径的10倍～20倍,平、纵面线形组合设计应使线形与自然环境和景观相配合、协调。

对隧道附近的平、纵线形组合,应特别注意避免以下线形组合:

1)应避免纵断面线形的变坡点与S形平曲线拐点相重合。2)应避免凸形竖曲线的顶点位于S形曲线的拐点。3)应避免S形平曲线拐点与凹形竖曲线组合。4)应避免洞口附近长、大下坡与小半径平曲线的不利组合。

4结语

在山区高速公路隧道的勘察设计中,应该不断提升设计理念,坚持“以人为本”“安全至上”“环保优先”的原则,合理选择山区高速公路隧道的线形指标及线形组合,确保实现高速公路的行车安全,做好山区高速公路隧道的线形设计,把线形设计与路基横断面环保设计理念融为一体,避免高填深挖工程,为高速公路的行车安全和路域环境保护及区域环境保护做出贡献。

参考文献

[1]TJT 001-97,公路工程技术标准[S].

[2]TJT 011-94,公路路线设计规范[S].

篇10：浅析道路线形与交通安全

关键词：交通安全道路线形关系规划

0引言

随着人们生活水平的提高，交通安全问题已成为人们最关心的问题。本文分析了道路交通事故产生的主要原因和道路线形与道路交通事故的关系，提出了用布劳斯曲线改进道路曲线的设计方法和道路线形设计方法，以满足行车的力学性能，同时满足线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适等要求，使道路曲线与地形和车辆的行驶轨迹达到完美的组合。在道路交通安全研究中，发现交通事故与道路设计不尽合理有关系。现行道路线形设计理论，以汽车行驶对道路的要求为依据，静止地套用公路技术标准上的规定，孤立地分析线形要素的尺寸。

1道路线形与交通安全的关系分析

公路的线形最终是以平面线形、纵断面线形和横断面形式组合而成的立体线形映入驾驶员眼帘的。驾驶员在驾驶车辆过程中所选定的实际行驶速度，是由他对三维立体线形的判断做出的。公路的立体线形除必须满足驾驶动力学要求的最小值外，还应满足驾驶员视觉心理方面连续、舒适的要求，反映公路线形好坏的关键是速度的连续性，它直接影响道路交通的安全。

通过对多起交通事故的分析，我们发现：公路线形几何要素的不合理以及各种不良的线形组合，均可能导致交通事故的发生。

1.1直线：过长的直线段，易使驾驶员因景观单调而产生疲劳，注意力不集中，反应迟缓，一旦有突显信息出现，就会因措手不及而肇事。另外，驾驶员在长直路段爱开快车，致使车辆进入直线路段末段后的曲线部分速度仍较高，若遇到弯道超高不足，往往导致倾覆或其它类型的交通事故。

1.2曲线：据美国公路部门统计，在弯道上发生的事故约占全部事故的10％以上，特别是与陡坡和路面滑溜等情形加在一起时，发生在弯道上的事故要比直线上多。

1.3平曲线：平曲线即弯道，平曲线与交通事故的关系很大。在圆曲线上，由于横向力的存在，对汽车的安全行驶会产生不利影响。大半径曲线比小半径曲线的事故率低；连续曲线当半径协调时事故率比不协调时低。调查表明曲率愈大，事故率愈高；尤其是曲率在10以上时，事故率急剧增大。原因是曲率越大，汽车在运行中的转弯半径越小，视线盲区增大。

1.4竖曲线：由于道路的凸形竖曲线半径过小时，会影响到驾驶员的视距，使其视野变小，此时驾驶员不易发现前方情况，容易发生碰撞。凸形竖曲线上的视距越短，则交通事故也越频繁。

1.5纵坡度：调查表明，在平原地区、丘陵地区和山区道路上，发生于坡道部分的交通事故分别占17％、18％和25％。分析坡道上交通事故率高的原因，主要是下坡时，驾驶员为节油常采取熄火滑行的操作方法，一旦遇到紧急情况来不及采取应急措施，此类事故约占坡道事故的24％，这样的事故案例不少。车輛下长坡时，由于重力作用，行驶速度过高，制动非安全区过长，频繁使用制动致使制动产生热衰减，遇有紧急情况不能及时停车，此种原因引起的事故占坡道事故的40％；车辆上坡行驶时，由于超越停放或后备功率较小的低速行驶车辆所造成的坡道事故占18％；由于其它原因引起的坡道事故占18％左右。

1.6线形组合：行车安全性的大小与不同线形之间的组合是否协调有密切的关系，下列不良的线形组合往往是导致交通事故发生的重要原因：①线形的骤变，如长直线的末端设置急转弯曲线，尤其是长下坡(大于1km)接小半径曲线是有危险倾向的设计，易造成车辆在不自觉的高速情况下驶入平曲线，事故隐患大为增加。②在连续的高填方路段，如果没有良好的视线引导，驾驶员容易使车辆偏离车道中心线，可能冲出路面，酿成车祸。③短直线介于两个弯曲的圆曲线之间，形成断背曲线，这样容易使驾驶员产生错觉，把线形看成反向曲线，从而发生操作错误，甚至酿成车祸。④在直线路段的凹形纵断面上，驾驶员位于下坡时看到对面的上坡段，容易产生错觉，把上坡的坡度看得比实际的坡度大。这样驾驶员就有可能加速以便冲上对面的上坡路段；同时，在下坡路段看上坡路段，驾驶员觉察不出自己是在下坡，因而有可能发生事故。⑤在凸形竖曲线与凹形竖曲线的顶部或底部插入急转弯的平曲线，前者因为没有视线引导而必须急打方向盘；后者在超出汽车设计速度的地方仍然要急打方向盘，这些都是极易引起交通肇事的。美国人扬格在加利福尼亚的调查，凸形竖曲线上的视距越短，则交通事故也越频繁。在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部设置断背曲线，在前者情况下，视线失去诱导效果，在公路上行驶的车辆好象突入空中的感觉，而且因接近顶点才知道线形开始向相反的方向弯曲，易使驾驶员因紧张而操作方向盘失误。⑥在平面曲线内，如果纵断面反复凹凸，每当产生这样的问题，即形成只能看见脚下和前头，而看不见中间凹陷的线形，这样的线形容易发生事故。⑦转弯半径较小的平曲线与陡坡组合在一起时，则会使事故急剧增加。⑧是否设置缓和曲线对于圆曲线上安全特性有着较为显著的影响，未设缓和曲线的圆曲线，事故数显著地高于设置了缓和曲线的圆曲线段。⑨纵坡长度过短，出现锯齿形纵断面，这种地形使行车频繁颠簸，甚至可能产生颠簸的叠加与共震，危及安全。视觉上，这种地形使驾车者有路线不连续，坡长越来越小，线形破碎的感觉。坡长过大，下坡时使得车辆速度渐增，也不利于安全。

2道路线形的设计与规划

道路设计和规划的安全审查起源于90年代初，随后在英国、澳大利亚、新西兰得以推广。我国是世界上道路交通事故最频发的国家之一，为提高我国道路安全水平，必须从公路规划设计抓起，将安全性要求置于首位，并贯穿于公路规划设计的全过程。

公路的线形最终是以平面线形、纵断面线形和横断面形式组合而成的立体线形映入驾驶员眼帘的。驾驶员在驾驶车辆过程中所选定的实际行驶速度，是由他对三维立体线形的判断做出的。公路的立体线形除必须满足驾驶动力学要求的最小值外，还应满足驾驶员视觉心理方面连续、舒适的要求，反映公路线形好坏的关键是速度的连续性，它直接影响道路交通的安全。麦克康纳尔在经过大量的实验后认为：虽然当车辆在弯道上行驶时，它的6个自由度都处在变化之中，但人体的感觉器官并不是对所有的运动自由度的变化都能感知，而是只有当这些自由度的变化大到一定的程度后，驾驶员和乘客才会感觉得到，并逐渐大到影响人体舒适性；使各个运动自由度的特性值控制在感觉极限值以内，则车辆的行驶舒适性好，乘员将难以凭感觉器官感觉到弯道的存在，从而达到车辆在水平直路段上行驶时的舒适程度。

通过对大量线形实例及事故多发地段的分析对比，确定组合曲线多发交通事故的症结之一是：组合曲线中线形元素的起点和终点衔接不畅，其曲率变化不连续，出现陡变点。为了弥补这一不足，我们引入布劳斯关于汽车行驶规律的研究成果，考虑我国道路现状和国情，基于交通安全的角度对布劳斯曲线的研究成果进行改进和完善。

道路曲线实际上不是一条简单的平曲线或竖曲线，而应该是一条自由舒展的空间曲线，它既能够满足行车的力学性能，又能满足线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适等要求。

车辆在行驶过程中，存在一条曲率连续变化的轨迹，无论车速高低，这一轨迹线都是客观存在的，它的形式和长度则随行驶速度、曲率半径和司机转动方向盘的快慢而定。

篇11：隧道线形设计的安全性分析

1 公路平面线形设计要素与交通安全的关系

公路平面线形设计是相当复杂的, 它涉及众多线形要素, 本文就谈谈直线长度与交通安全的关系。

1.1 长直线与交通安全的关系

直线长度在公路平面线形设计要素中包含两种:长直线和短直线, 如果直线线形过长、过短都会使交通产生安全隐患, 例如直线过长, 驾驶者的反应力与感知力都会下降, 也无法适当调节汽车行驶状态, 它让驾驶者在心理中以自我为中心并希望迅速到达目的地的潜意识被扩大, 导致放松警惕, 认为长直线段拥有较好的行车视野, 便于超车, 使行车速度不断加快, 动视力下降。通常情况下相比于静视力, 动视力是要低20%左右的, 特别是特殊情况下要低30%甚至以上。而随着行车速度的增加, 驾驶者的有效视野范围也会不断变窄, 所以说在长直线形下行驶会催眠驾驶者, 使其反应变迟缓, 导致行车判断的失误并最终引发交通事故。

举例来说, 如果汽车行驶时速为100km/h, 那么公路中长直线的线形长度应该控制在1500~2000m左右, 一旦超过该范围其潜在的交通事故发生概率就会增大, 如果直线长度超过3000m以上, 交通事故的概率会达到最大, 它也会远远超过线形规律的速度提升节奏。

1.2 短直线与交通安全的关系

短直线也是平面线形的基本要素, 国外研究表明, 公路线形中直线的最大长度应该小于3min行程, 这样对交通安全最有利。换言之在公路上如果汽车的最大允许行驶时速为120km/h, 那么3min中的驾驶行程就应该为6km, 如果一次直线长度超过6km, 就会对驾驶者带来心理影响。但如果直线长度小于6km, 驾驶者行驶于两个同等弯曲的短直线时, 当他开过第1个弯道就会误认为前方的第2个弯道与第1个弯道是同一个弯道, 在这种情况下, 驾驶者很容易持续以过第1个弯道的驾驶操作惯性来保持汽车前轮转弯角度来过第2个弯道, 但实际上这种做法会使汽车严重偏离行驶轨迹, 很可能会造成恶性交通事故, 如图1。

如上图1所示, 这是高速公路上相邻两弯道中的短直线设置, 即两曲线间设置的直线段。如果以它的最小长度来设计驾驶速度≥60km/h, 当同向曲线间最小直线长度≥设计速度6倍时应为最佳。而反向曲线间最小直线长度≥设计速度的2倍为最佳。所以如果设计速度≤40km/h时就可以参照这一规定标准, 当面临地形特殊状况时, 最小直线长度也可以适当缩短, 但最小也不能小于设计速度的3倍[1]。

2 公路横断面线形设计要素对交通安全的影响分析

公路横断面线形设计要素涉及很多, 且它对交通安全的影响也较为复杂, 本文仅以其设计在路面宽度与中间带宽度两方面来探讨它们对公路交通安全的影响。

2.1 路面宽度线形设计因素对交通安全的影响

人们都会认为道路越宽越有利于行车安全, 如果双向车道路面宽度>6.5m, 事故率会远比路宽为5m时风险更低。

2.2 路面中间带宽度线形设计因素对交通安全的影响

如果是双车道以上的四车道公路就应该设置中间带, 中间带的基本组成结构就是中央分隔带和两条路缘带, 它的基本作用有以下几点: (1) 它能够将上下行车流完全分开, 防止快车行驶入向行车道造成交通事故, 同时也能大幅度降低公路中心线附近的交通阻力, 提高道路通行能力。 (2) 可以在中央分隔带设置各种公路标志牌与交通管理设施, 确保行人安全。 (3) 可以在中间带设置防眩网或者种植花草灌木, 这样做一方面能防止对向车辆出现灯光炫目问题, 也能起到绿化环境的作用。

最重要的是中央分隔带两边的路缘带由于拥有一定宽度和较为醒目的颜色, 能够起到引导驾驶者视线的作用, 它从某种程度上增加了行车所需要的侧向余宽, 这对提高驾驶者的行车安全性与舒适性都有很大利好。

经研究表明, 如果分隔带宽度达到15m或者以上, 行车交通事故的发生率会明显下降。但考虑到分隔带的占地面积较大 (一般为4~5m宽度) , 所以某些公路特意将中央分隔带再划分为钢性分隔带和柔性分隔带。其中钢性分隔带主要为砼中央护墙, 它的成本较低且少维护, 不过由于形状单调且无法挡住对向车灯, 因此很难避免对向车辆碰撞事故;而柔性分隔带虽然在中间设置了防撞波纹钢板护栏与绿化带, 既环保又能避免对向碰撞事故, 但是它的占地面积较大且维护成本较高。为了解决这两种分隔带各自的缺点, 在采用钢性分隔带时, 最好在其周围留足路侧余宽, 并设置醒目安全行车标志, 防止正常行车撞上砼护墙, 同时也要采取相应的防眩措施。另外基于公路线形设计原理, 还应该采取合理的横断面几何形状来处理防撞墙端头与过渡段之间的关系, 确保行车安全性。

如果是柔性分隔带, 则要求防撞栏杆具备一定刚度, 尤其是在弯道、下坡路段时要防止车辆由于意外滑出对向车道, 所以应该在分隔带旁种植一些2m以上高度的植物, 也能起到遮挡对向汽车灯光的作用。

总体来说, 中间带在公路段的设置以2km段一个为最佳。但如果是小半径弯道路段或视线不佳的大纵向下坡路段, 亦或是容易积水的路段就最好不要设置中间带开口, 而应该在隧道、特大桥梁、立交桥等公路路段设置中间带开口[2]。

3 公路纵断面线形设计要素对交通安全的影响分析

在公路纵断面的线形设计要素中, 竖曲线半径对交通安全的影响相对较大, 它主要是为了实现公路变坡点坡度变化的过渡性曲线, 竖曲线主要包括了凸曲线与凹曲线两种。这两种曲线决定了竖曲线半径的大小, 同时也直接影响了道路交通的安全性, 其影响主要体现在以下两方面。

首先是对行车视距所产生的影响, 如果凸形竖曲线设置半径较小, 则可能是因为公路的两头均为上坡段, 而汽车在此时也在做爬坡运动, 驾驶者的视野应该是倾斜朝上观察前方的。当汽车快到凸形竖曲线的坡顶时, 驾驶者的视距就会受到极大限制, 导致视野出现盲区 (10m以内) 。此时如果对面出现逆道行驶车辆, 就很容易造成交通事故。

反观凹形竖曲线两侧, 由于都是下坡路, 所以驾驶者在爬对面上坡过程中一定会提前加速以求获得较大汽车动量。而同时由于汽车在行驶过程中视线会十分贴近路面, 所以这也会降低驾驶者的视距, 并让其视距狭窄化。

其次, 如果汽车在小半径竖曲线上行驶, 驾驶者必然会受到竖向离心力作用而产生失重感过大问题, 很容易造成驾驶失控。这说明小半径竖曲线与汽车行驶所共同产生的离心力会造成车辆与路面之间摩擦系数的减小, 最终影响交通安全。

4 总结

本文简单描述总结了几种公路线形设计结构对人、车、路、环境的影响, 证明了线形因素对公路交通安全的影响性以及二者之间的紧密关系。实际上, 除线形设计因素以外, 由其所衍生的速度指标设计、汽车运行速度差值等等都会影响到公路交通的安全状况, 所以在未来的研究中, 有必要基于公路的线形设计诸多因素及设计理念来建立全面的评价指标体系, 这对公路交通安全指数的提升是很有实践意义的。

参考文献

[1]赵娟芳, 李央.公路线形设计因素对交通安全的影响分析[J].价值工程, 2014 (36) :91-92.

篇12：道路改造工程线形设计探讨

关键词：改造；线形；设计

0 前言

随着城市的发展和建设，很多城市道路已经使用多年，出现了各种各样的问题，已不适应城市快速发展的需要，急需进行改造。虽然目前高等级道路多以新建为主，但从发展和长远的眼光上看，旧路如何合理的改造将是我国道路建设所面临的非常重要的问题。

1 道路改造原因分析

由于每条道路性质不同，所处位置不同，路况不同，改造的原因也不同。根据近年来深圳市区道路改造情况，就改造原因大致归纳以下几类：

（1）道路断面不合理，原道路为公路，已无法满足城市居民出行需求；

（2）由于道路已接近或超过使用年限，路况较差；

（3）重载车超载车较多，道路虽未接近使用年限，但已不堪重负，出现大面积损毁现象；

（4）早期道路路面结构层设计较薄，或结构层设计不合理，导致道路路面毁坏严重；

（5）随着生活水平的提高，人们对道路景观和舒适度也有了更高的要求，很多道路外观陈旧，与城市风貌和周围环境不协调，有损城市形象。

2 工程实践

笔者结合近年来的设计实践，谈谈旧路改扩建过程中道路线形设计的认识，现分述如下：

2.1道路设计中的组成因素

（1）设计时除考虑规划外，应综合考虑原有的建筑、道路桥梁及其他构造物对新路布线的影响，对上述情况应尽可能采取避让、利用及改造的手法，将设计工程量降到最低。

（2）道路作为城市景观的一部分，又受到地形、地物排水和地质条件等因素的制约，因此在布线时应强调使所选路线和地形相协调，使其溶于自然，又要利用自然。

2.2关于改造道路线形设计

（一）平面线形设计

在进行核龙线大鹏段（文化路口—迎宾路口）城市化升級改造工程设计时，改造道路的平面线形一般与旧路一致，局部不符合规范的路段做些微调，但由于改建工程约束条件比新建工程多，路线走向基本确定，路线被有些点控制的很严格，如桥涵构造物等。因此，改建道路在做平面拟合设计时，往往是对路线测设的控制点进行拟合，但在拟合过程中应注意，不要因为一味拟合旧路，而采用设置小半径曲线加超高的方式来满足行车速度的要求，特别是在交叉口路段应特别注意。如条件允许应尽量选用不设超高最小半径，不得已时，其超高坡度不宜大于1.5%。

核龙线原为高等级公路，改造为城市道路中出现在同样半径情况下原道路超高较城市道路设计标准大的情况，这是由于高等级公路设计时基本原则为快速集散，行车速度较快，其在超高设置上往往比城市道路较高。因此我们认为如由于建筑物等条件限制时不得以必须设置超高时，在有条件的情况下圆曲线两端应尽量采用缓和曲线，在有效降低工程造价的同时，保证行车安全。

（二）纵面线形设计

纵面线形是构成道路三维形象的重要组成部分，纵面线形应为适应地形起伏条件的设计。在城市道路旧路改造设计可采用包线设计原则，尽量少填少挖，少动旧路标高，它可解决城市道路施工中不中断交通，以及充分利用旧路结构和原地下管线的问题。在纵断面设计中留足新路面结构空间作为补强层，这样可把旧路面当做新路面基层，即可节约工程造价，路基稳定性也更好。

在进行核龙线大鹏段（文化路口—迎宾路口）城市化升级改造工程设计时，为了节约工程造价，采用的是加铺沥青改造为复合路面，原有的道路纵断面基本可满足《城市道路设计规范》[CJJ 37-90]计算行车速度40km/h I级城市主干路的技术要求，因此采用旧路的纵断面线形，设计高程以比旧路高程提高10cm。同时由于现状道路投入使用已有较长时间，现状道路多处路段路面有不均匀沉降现象，本次设计在满足加铺层最小厚度10cm的前提下，尽量减少路面加铺层的厚度，故设计未对纵坡小于0.3%的路段纵坡进行调整，通过增加路面排水设施等技术手段对路面排水进行处理，使加铺层厚度保证在10-12cm为宜，从而减少路面加铺工程数量，有效的节约了工程造价。

（三）平纵横设计的组合

道路设计应将平、纵线形设计与横断面设计协调组合起来，才能称之为立体线形设计的完整内容，才能使道路构成行驶安全快速、舒适、视线效果好的统一体。为此在设计中应互相照应，彼此兼顾，因此在设计中应注意以下几点问题。

（1）平曲线与竖曲线的组合。研究平曲线与竖曲线的组合协调性，是为了保持线形在视觉上的连续性，使驾驶员在行车过程中不会产生道路扭曲的感觉。我们认为平曲线包竖曲线最好是同步的，如果一个平曲线包含多个竖曲线则会认为道路有分段的感觉。应当为a.当平曲线与竖曲线半径均较大时，平、竖曲线应重合，当平、竖曲线均较小时，不应重合；b.在不设置缓和曲线时，平曲线包住竖曲线或相反亦可，在设置缓和曲线时，平曲线应包住竖曲线，不应存在错位设置情况。

（2）平竖曲线搭配合理，考虑线形均衡。一般竖曲线半径与平曲线半径之比在1：（10～20），能创造行驶安全的理想线形，为行驶创造有利条件。

（3）平、纵横向设计的合理搭配。横断面设计是根据交通量的大小布设车行道数，机动车、非机动车、绿化带及人行道的位置和宽度需要依据进行设定。平面线形要以地物与地形来控制中线位置，找出圆曲线合理的中心点，要依据横向地形凹凸，按拆迁最少，动土数量较少，保持左右道路两边建筑物基础的稳定等诸多因素，进行比选后定出道路中线的平面位置与竖向标高。

（四）改善不良线形的一些措施

线形组合设计的目的在于利用道路内部和谐，创造连续、舒适、视觉条件良好，行驶安全的理想线形。但实际并非如此，往往受地形条件限制难以达到理想的线形，特别是在一些旧路改造的过程中往往会出现，笔者认为可以采取以下几点措施，以改善不良线形，增加行车安全。

（1）在线形设计中应遵循协调性原则合理布线，室内设计中要经常检查平纵面组合情况，使图纸符合实际，避免不良组合，必要时应对重点路段或线形组合不理想的路段进行透视图检查，判断组合效果，组合不当时应及时改变纵断面线形。

（2）设计中应充分利用绿化带的功能，做好渠化设计，改善道路景观及行车条件，这点在高等级道路旧路改造设计中尤为重要。

（3）借助道路设施设置诱导视线，突出道路形象，辅设道路标线及道路导向标志等设施，保持道路线形。

（4）不得已时借助交通设施设置必要的交通标志，使驾驶员安全驶过困难路段。

3 结语

城市道路往往位于城市的中心区，且周边建筑林立，地下管线复杂，给设计和施工增加了难度，因此在旧路改造过程中，平纵线形设计就作为了降低设计和施工难度的控制性因素，应充分的加以重视，最大限度的发挥道路的功能价值，减少对周边的影响。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准 住房和城乡建设部《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012）人民交通出版社；

[2]中华人民共和国行业标准 交通部《公路路线设计规范》（JTG D20-2006），人民交通出版社；